[發明專利]一種用渦輪壓縮風機的蒸發方法

有效

• 申請號: 200810019882.0
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101537260A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 張文利
• 申請（專利權）人: 宜興市格蘭特干燥濃縮設備有限公司
• 主分類號: B01D1/26
• 分類號: B01D1/26
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所
• 代理人: 曹衛華

技術領域

本發明屬溶液濃縮蒸發方法，尤其是指一種用渦輪壓縮風機的蒸發方法，特別是 適合大量的稀溶液蒸發，可充分節省蒸發用汽。

背景技術

傳統的蒸發裝置由蒸發器、汽液分離器、冷凝器等管道連接組成，物料在蒸發器 內通過與蒸汽的熱交換得到濃縮，為了提高蒸發效率盡可能節約蒸汽，現在的蒸發大 多彩多效蒸發，即一效產生的二次汽作為二效蒸發器的熱源，二效產生的二次汽作為 三效蒸發器的熱源。雖然多效蒸發可大大節約蒸汽熱能，但實際生產中，出于受傳熱 溫差、沸點升高及物料蒸發溫度和設備投資及動力消耗限制，多效不可能無限增加， 常見的多效蒸發為三效至五效蒸發。這種蒸發設備部件多，投資成本高，設備運行費 用也高。

發明內容

本發明正是為了克服上述不足，提供一種結構緊湊、蒸汽可循環利用、節能、投 資低、運行費用少的用渦輪壓縮風機的蒸發方法，主要創新在于在蒸發裝置中使用渦 輪壓縮風機，通過渦輪壓縮風機對二次汽進行機械增壓，提高二次汽的飽和溫度，產 生溫度差，實現在蒸發器內的蒸汽循環達到節能目的。具體是這樣來實施的：一種用 渦輪壓縮風機的蒸發方法，其特征在于物料通過蒸發器底部和頂部的循環管于蒸發器 管內循環，物料循環管上分設有循環泵、進料口和出料口；從蒸發器下部出來的二次 汽經管道進入汽液分離器后由管道進入一渦輪壓縮風機加壓升溫，升溫后的二次汽接 入蒸發器加熱室作熱源；蒸發器頂部出來的不凝汽由管道接入冷凝器，冷凝水由蒸發 器底部排出。本發明所用的蒸發器選用降膜蒸發器，溶液在一個降膜蒸發器里，通過 物料循環泵在蒸發器的加熱管內循環。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱，將溶液加熱 沸騰產生60-80℃的二次汽，產生的二次汽經汽液分離器后由渦輪增壓風機吸入，增壓 后，使二次汽溫度提高5-15℃，作為加熱熱源進入蒸發器的加熱室循環蒸發。正常啟 動后，渦輪壓縮機將二次蒸汽吸入，經增壓后變為加熱蒸汽，就這樣源源不斷進行循 環蒸發，蒸發出的水分最終變成冷凝水排出。

為了達到良好的增壓加溫效果，本發明的渦輪壓縮風機采用外旋式渦輪壓縮風機， 同時將渦輪壓縮風機的葉輪彎曲角度提高至12-16°，以提高機械效率，減少磨擦損失， 將葉輪的寬/直徑設置為≤0.1，壓縮比的提高有利于風壓的提高，從而增大了二次汽的 溫度差。為了阻擋蒸汽與外部氣體的接觸，本實用新型渦輪壓縮風機電機端的軸上置 有機械密封。

本發明汽液分離器底部置有出料口，分離出的物料由管道進入蒸發器的物料循環 管中。

本發明冷凝器下部置有冷凝水出口和不凝汽出口，不凝汽出口管道接于一汽水分 離罐上，汽水分離罐頂部的出汽口連接一真空泵。這樣，蒸發器上部排出的不凝汽經 冷凝器冷凝后就由真空泵抽走。

本發明蒸發器的蒸汽入口處連接有蒸汽補充管道，該蒸汽補充管道內的加熱蒸汽 只用來補充排不凝汽的熱量損失和一部分蒸汽經渦輪壓縮風機壓縮后變成冷凝水的熱 量損失。

本發明通過在蒸發設備中增設一渦輪壓縮風機加抽蒸發出的二次汽，增壓后作為 蒸發器的熱源，具有顯著的節約蒸汽效果，蒸發運行費用僅是傳統四效帶熱泵蒸發的 一半，整個設備投資成本低，特別適合用于大處理、低濃度蒸發的預濃縮。

附圖說明

圖1是本發明的工藝流程圖。

圖2是渦輪壓縮風機的結構圖1。

圖3是渦輪壓縮風機的結構圖2。

具體實施方式

一種用渦輪壓縮風機的蒸發方法，物料通過降膜蒸發器1底部和頂部的循環管12 于降膜蒸發器1管內循環，物料循環管上分設有循環泵121、進料口122和出料口123； 從降膜蒸發器1下部出來的溫度為60-80℃的二次汽經管道13進入汽液分離器2后由 管道21進入一外旋式渦輪壓縮風機4加壓升溫，升溫5-15℃后的二次汽接入降膜蒸發 器1加熱室作熱源，降膜蒸發器1的蒸汽入口16處還連接有蒸汽補充管道17；降膜蒸 發器1頂部出來的不凝汽由管道15接入冷凝器3，冷凝水由降膜蒸發器1底部管道14 排出；汽液分離器2底部置有出料口22，分離出的物料由管道進入降膜蒸發器1的物 料循環管12中；冷凝器3下部置有冷凝水出口31和不凝汽出口32，不凝汽出口32管 道接于一汽水分離罐5上，汽水分離罐5頂部的出汽口51連接一真空泵6。

本方法中渦輪壓縮風機4的葉輪彎曲角度為12-16°，葉輪的寬/直徑≤0.1，其電 機41端的軸42上置有機械密封43。

本方法在機械壓縮蒸發器中，利用渦輪壓縮機的壓縮，將電能轉化為汽體壓力能， 將二次汽壓力由P₂提高至P₁，二次汽溫度由T₂提高至T₁，二次汽變為加熱蒸汽，就這 樣周而復始地進行對溶液的蒸發。